2026年 06期
神经毒素2,4-二氨基丁酸的来源、分布及致毒机理研究进展与展望
李爱峰;党慧;邱江兵;王桂祥;李敏;闫国旺;2,4-二氨基丁酸(2,4-diaminobutyric acid, DAB)是一种具有神经毒性的非蛋白氨基酸，在不同的生物样品中被广泛检出，潜在威胁水生生态系统和人类健康。本文基于现有的国内外文献资料，系统梳理了细菌、蓝细菌、真核浮游植物、水生动物及环境样品中DAB毒素及同分异构体的检出情况，归纳总结了DAB毒素的主要致毒机制，为DAB毒素的毒理学与健康风险研究提供重要参考。基于现有DAB毒素相关研究进展，对该领域未来的研究方向展望如下：进一步确认藻类培养体系中DAB的真正生物来源，揭示DAB在生物体内的代谢和富集途径，并建立对应的DAB环境质量基准。
冲绳海槽热液区和南海冷泉区副球菌属细菌群体感应及代谢特征研究
董笑含;李妍妍;岳丽;尹福;水晓梅;张晓华;于敏;针对热液区和冷泉区的副球菌属细菌的群体感应(Quorum sensing, QS)和群体感应淬灭(Quorum quenching, QQ)及QS调控细菌的生理代谢特征不明确的问题，本研究旨在系统解析冲绳海槽热液区和南海冷泉区具QS活性副球菌属细菌的多样性，并探究具QS活性副球菌属菌株的生理代谢特征。本研究使用根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)A136作为报告菌株，通过以β-半乳糖苷酶基因(LacZ)作为报告基因的高通量检测法，对冲绳海槽热液区和南海冷泉区分离获得的副球菌属细菌进行QS和QQ活性检测；然后对具QS活性的副球菌属细菌开展生物被膜形成能力、胞外水解酶活性、硫氧化活性和DMSP降解/合成活性等生理代谢表征，并通过外源添加QS信号分子，探究QS对典型菌株生长的调控作用。结果表明，在冲绳海槽热液区和南海冷泉区已分离获得的28株的副球菌属细菌(分属于8个种)中，有7株(分属5个种)具有QS活性，这5个种包括厦门岛副球菌(Paracoccus amoyensis)、马氏副球菌(Paracoccus marcusii)、海洋副球菌(Paracoccus oceanense)、奥努巴副球菌(Paracoccus onubensis)和海滩沉积物副球菌(Paracoccus sediminilitoris);有4株(分属3个种)具有QQ活性，分别为厦门岛副球菌、马氏副球菌和海洋副球菌。其中，厦门岛副球菌T3’119、T3’120、T3’131,马氏副球菌HRA346,奥努巴副球菌YL619和海滩沉积物副球菌YL403具有生物被膜产生能力。厦门岛副球菌T3’119、T3’120、T3’131具有磷酸酶活性，菌株T3’131具有硫氧化活性；奥努巴副球菌YL619具有α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和磷酸酶活性，并能降解DMSP;低浓度C10-HSL(≤20μmol/L)对厦门岛副球菌T3’120和T3’131的生长无影响，但中、高浓度的C10-HSL(≥40μmol/L)使菌株T3’120和T3’131的对数生长期延长、稳定期细胞数目减少。本文首次揭示了冲绳海槽热液区和南海冷泉区具QS和QQ活性副球菌属细菌的多样性及其代谢特征，并发现QS信号分子浓度可影响菌株的生长，为深入探究QS和QQ作用在深海化能生态系统中调控微生物的适应机制奠定了基础。
条斑紫菜丝状体耐高温评价体系构建
苗鑫萍;孔凡娜;针对条斑紫菜丝状体耐高温评价体系缺乏标准化方法的问题，本研究建立了科学的耐高温评价模型。通过测定20℃(适温)、25℃(高温)条件下95个条斑紫菜丝状体的主枝长度(Main branch length, MBL)、侧枝长度(Side branch length, SBL)、主枝数量(Number of main branches, NMB)、侧枝数量(Number of lateral branches, NLB)和丝状体面积(Conchocelis area, CA)等生长参数，利用耐热系数、隶属函数值、熵值法、聚类分析法等进行分析，发现性状间均存在显著相关性，MBL、SBL、NLB等性状的权重值达20%以上，并通过多元线性回归分析法构建了综合评价指数(Comprehensive evaluation index,D)的线性预测模型Di=0.173×KNLB,i+0.146×KSBL,i+0.112×SCA,i+0.181×KNMB,i+0.115×KMBL,i,用于评价条斑紫菜丝状体的耐高温。其中NLB、SBL、CA以及NMB等性状作为模型检验的重要指标。
模拟海洋环境条件下磷酸三(2-氯丙基)酯自然衰减的动力学与机理研究
李厚磊;孟范平;有机磷酸酯类阻燃剂因使用量大且易于释放而在海洋环境中广泛存在，其中，磷酸三(2-氯丙基)酯(Tris(2-chloroethyl)phosphate, TCPP)是海水中检出浓度最高的一种氯代有机磷酸酯类阻燃剂，因此其环境行为和生态风险受到越来越多关注。本文在模拟海洋环境条件下，研究了TCPP在海水中自然衰减的动力学与机理，并评价降解产物的生物毒性。100μg/L TCPP在90 d内的自然去除率仅为24.90%,半衰期为231.05 d,衰减过程符合一级动力学方程。各种衰减途径中，光解对TCPP去除的贡献最大，其次是生物降解和水解。通过高分辨率质谱分析鉴定出2种中间产物，即磷酸二(2-氯丙基)酯和磷酸单(2-氯丙基)酯。此外，还观察到海水中磷酸盐浓度增加和pH降低。由此推测，TCPP衰减主要通过脱氯烷基反应而发生。降解产物的急性/慢性毒性较低(与母体化合物相比)以及少量磷酸盐形成，表明TCPP自然衰减对海洋生态系统的不利影响较低。本研究为深入理解TCPP在海水中的环境行为及其生态风险评价提供了科学依据。
基于SWAT模型的小清河流域典型农药入海通量数值模拟研究
邢梦雪;韩如月;赵婧;鲁丽;戴宇飞;李克强;农药面源污染对近海生态环境造成潜在风险，目前缺乏准确核算农药入海通量的流域模型。基于SWAT(Soil and water assessment tool)模型，本文构建了小清河流域典型农药入海通量模型，利用多年水文观测数据和2022—2023年农药调查结果，优化率定了关键迁移-转化过程参数，校验了莠去津(Atrazine)、烟嘧磺隆(Nicosulfuron)和毒死蜱(Chlorpyrifos)的入海通量和空间分布特征。结果表明，莠去津、烟嘧磺隆和毒死蜱的入海通量2013—2022年呈年际下降趋势，降幅分别约为71%、69%和58%,其中，2022年分别约为166、1.30和0.54 kg。三种典型农药入海通量在季节上呈3和7月高的双峰变化规律，其中，莠去津和烟嘧磺隆两种除草剂的入海通量季节双峰差异显著(p<0.05),而杀虫剂毒死蜱的季节双峰无显著差异(p>0.05)。三种典型农药入海通量在空间上呈地势平坦型农田子流域污染负荷热点分布特征，莱州湾农药入海负荷的关键源区主要分布在潍坊市、淄博市，以及东营广饶县和济南章丘市等农田耕地为主的子流域。本文结果为小清河流域农药非点源污染治理提供了依据。
磷限制对莱州湾浮游植物碳氮磷化学计量特征影响的实验研究
夏旦琳;王友华;段晓萌;张明政;李宏观;梁生康;王修林;本论文以氮高磷低、磷限制严重的莱州湾为研究区域，分析了不同氮磷比调控的现场围隔现场实验和典型浮游植物室内培养实验，及不同氮磷比条件下围隔现场实验和室内培养实验过程中浮游植物细胞吸收同化氮磷的化学计量学特征。结果表明，莱州湾浮游植物对氮、磷营养盐的吸收是弹性的。水体处于非磷限制时，浮游植物基本按照Redfield比值(16∶1)吸收营养盐，浮游植物细胞内颗粒有机碳(Particulate organic carbon, POC)/颗粒态氮(Particulate nitrogen, PN)/颗粒态磷(Particulate phosphorus, PP)比接近Redfield比值(106∶16∶1)。水体磷限制时，浮游植物对氮奢侈吸收同化，导致浮游植物细胞内POC/PN低于Redfield比值，POC/PP和PN/PP则高于Redfield比值；且随着氮磷比增大，POC/PN比值减小，POC/PP和PN/PP比值则增大。磷限制导致浮游植物细胞内POC/PN/PP比例失衡，导致浮游植物细胞内高碳物质增多，碳同化效率降低。
中国东部及渤、黄、东海大气全氟辛酸沉降通量研究
李芬香;刘晓环;刘震泽;张月;刘兰莹;针对全氟辛酸(Perfluorooctanoic acid, PFOA)通过大气传输影响海洋环境的现状，本研究基于改进的社区多尺度空气质量模型-全氟和多氟烷基化合物(Community multiscale air quality model-per/polyfluoroalkyl substances, CMAQ-PFAS)模块，结合新建的2019年1、4、7、10月中国工业源大气PFOA排放清单，系统研究了中国东部大气PFOA干/湿沉降通量的时空特征及渤、黄、东海大气PFOA输入的贡献。结果表明：2019年中国东部大陆地区总PFOA年均干沉降通量(1.20 ng·m-2·d-1)显著高于渤、黄、东海海域(0.31 ng·m-2·d-1),其中颗粒态约占92.5%(1.11 ng·m-2·d-1)。海陆干沉降通量均呈现冬季高、夏季低的季节性差异，陆地区域冬季(2.38 ng·m-2·d-1)为夏季(0.53 ng·m-2·d-1)的4.5倍，渤、黄、东海海域冬季为夏季的6.9倍。2019年中国东部大陆地区总PFOA年均湿沉降通量约为0.40 ng·m-2·d-1,颗粒态与气态组分贡献占比分别为20.0%(0.08 ng·m-2·d-1)和80.0%(0.32 ng·m-2·d-1)。中国东部大陆地区PFOA湿沉降通量呈现夏季(0.76 ng·m-2·d-1)>冬季(0.67 ng·m-2·d-1)>春季(0.20 ng·m-2·d-1)>秋季(0.12 ng·m-2·d-1)的梯度特征。大气沉降对表层海水(<30 cm)PFOA浓度的贡献具有空间梯度特征：冬季渤海、黄海和东海贡献率分别为2.3%、1.5%和9.3%,而夏季则分别降至0.8%、0.3%和1.3%。东海由于海水PFOA环境暴露浓度最低，其大气沉降的平均贡献率最高(5.3%)。相比之下，黄海海水PFOA环境暴露浓度较高，其大气沉降的平均贡献率最低(1.4%)。本研究揭示了大气沉降作为PFOA进入渤、黄、东海的途径，其贡献率呈现显著时空差异，为评估PFOA在海洋环境中的迁移与风险提供了科学依据。
砂黏混合土力学特性及其对单桩水平响应的影响
李雪;王栋;张成杰;裴会敏;国内外近海风机大多采用单桩基础，单桩设计中常用的API方法和PISA方法只针对黏土或砂土，而中国海域广泛分布砂黏混合土，其力学特性与含砂量密切相关。本文针对含砂量为0、40%和60%的试样，进行了三轴不排水压缩和拉伸试验、静力与动单剪试验。随着含砂量增加，不排水强度增大，50%偏应力峰值对应的轴向应变减小，动强度则随含砂量的增加而降低。借助循环等值线图，描述了循环荷载对混合土等效剪应力的弱化。基于试验标定混合土参数，分别采用有限元模拟、API法和PISA法，预测了水平静荷载和循环荷载下典型单桩的响应。结果发现API方法明显高于单桩在混合土表面处的水平位移，PISA方法能够合理预测单桩响应。单桩的水平承载力随含砂量增大，但承受循环荷载时，随着循环次数的增加，含砂量越高，单桩的水平承载力降低越快。
基于VMD-TFA的航行状态下船载地波雷达展宽海杂波内目标检测方法
吴海睿;纪永刚;任继红;王浚;李发瑞;在平台航行状态下，船载地波雷达回波谱中海杂波展宽现象严重，导致更多的目标淹没在海杂波盲区中，严重影响目标检测性能。针对这一难题，本文分析了展宽海杂波与海杂波内目标在回波波形特征以及时频脊线能量幅度特征上的关键差异：一为展宽海杂波与海杂波内目标回波的波形特征明显不同；二为海杂波时频脊线与目标时频脊线能量幅度变化规律的不同。基于此两种特征差异，提出一种基于变分模态分解-时频分析(Variational modal decomposition-time frequency analysis, VMD-TFA)相结合的船载地波雷达展宽海杂波内目标检测方法，通过提取并融合两种回波的特性差异，能够有效实现展宽海杂波背景下的目标检测。仿真及实测船载地波雷达数据验证结果表明，该方法在展宽海杂波内的目标检测率可达90%,具有良好的检测效果。
复杂约束下可重构海洋浮体的分布式预测控制策略
付东飞;陈功洵;王继龙;高旭辉;针对可重构海洋浮体编队控制中存在的避碰、通信受限及障碍物规避等复杂约束问题，本文提出一种鲁棒分布式模型预测控制(Robust-distributed model predictive control, Robust-DMPC)策略。该策略通过将避碰、通信距离、避障约束及状态输入限制整合为邻近网络优化问题，构建了多浮体协同控制框架。结合交替方向乘子法(Alternating direction method of multipliers, ADMM)与局部控制器一致性原则，本研究设计了基于虚拟领航者的分布式预测控制器，并引入相容性约束与鲁棒补偿机制，理论分析证明了该算法的递归可行性和闭环系统渐近稳定性。仿真结果表明，所提方法能够在复杂约束下有效实现编队轨迹跟踪与队形保持，且相较于传统DMPC算法计算量有显著降低。本研究为动态海洋环境中多浮体协同控制提供了一种兼具鲁棒性与计算效率的解决方案。